Tipo raro de hipernova pode explicar elementos pesados presentes na Via Láctea

Tipo raro de hipernova pode explicar elementos pesados presentes na Via Láctea

Por Daniele Cavalcante | Editado por Patrícia Gnipper | 27 de Julho de 2021 às 18h40
Anna Serena Esposito

Os elementos naturais mais pesados da tabela periódica surgiram em alguns dos eventos mais extremos do universo, como supernovas e kilonovas. Agora, uma equipe de cientistas encontrou evidências de um tipo raro de explosão estelar e o adicionou na lista das “fabricantes de metalicidade” do cosmos.

Normalmente, estrelas muito antigas, criadas pouco depois do Big Bang, possuem baixa metalicidade — na astronomia, isso significa que elas apresentam essencialmente hidrogênio e hélio, enquanto qualquer outro elemento mais pesado que estes são curiosamente considerados “metais”.

Para criar elementos mais pesados que o zinco, no entanto, pensava-se ser necessária uma colisão entre objetos massivos, como estrelas de nêutrons. O problema desse modelo é que esses eventos demoraram um pouco para acontecer, e mesmo antes disso alguns desses elementos já “perambulavam” pelo universo. Alguma peça estava faltando, era necessário outro método para gerar metalicidade no universo.

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Um estudo publicado pela revista Nature mostrou um dos processos que poderiam preencher essa lacuna. Os autores estudaram uma estrela catalogada como SMSS J2003-1142, observada pela primeira vez em 2016 e, mais tarde, estudada em 2019. A partir dessas observações, a equipe estudou a composição química da estrela e encontrou um teor de ferro cerca de 3 mil vezes menor do que o do Sol. Isso significa que ela é quimicamente primitiva.

A impressão artística do universo primitivo, na época da explosão da hipernova (Crédito da imagem: NASA / Adolf Schaller)
(Imagem: Reprodução/NASA/Adolf Schaller)

Mas a estrela tem uma composição curiosa, como quantidades excepcionalmente altas de nitrogênio, zinco, európio e urânio. Por outro lado, os altos níveis de nitrogênio indicam que a estrela-mãe que deu origem à SMSS J2003-1142 tinha rotação rápida, e a quantidade de zinco sugere que ela explodiu com energia cerca de dez vezes a de uma supernova "normal". Além disso, a grande quantidade de urânio exige a presença de muitos nêutrons.

Todas essas características levaram os autores do artigo a concluir que esta estrela foi produzida a partir do material de uma super explosão de hipernova magnetorotacional, ocorrida menos de um bilhão de anos após o Big Bang. Segundo a equipe, este é o primeiro trabalho a forneceu uma evidência de que esse tipo de hipernova é uma das fontes de elementos pesados ​​em nossa galáxia.

Existem alguns fatores que ajudaram a descartar a fusão de estrelas de nêutrons como fornecedora dos elementos pesados encontrados na SMSS J2003-1142. Um deles é que essas fusões produzem apenas elementos pesados, então seria necessário outras fontes para explicar elementos como cálcio, observados da estrela. “Este cenário, embora possível, é mais complicado e, portanto, menos provável”, escreveram os pesquisadores.

Em última análise, o modelo de hipernovas magnetorrotacionais pode explicar a composição da estrela SMSS J2003-1142 por meio de um único evento. Aliado às fusões de estrelas de nêutrons, que viriam a acontecer tempos depois, o modelo mostra como todos os elementos pesados ​​da Via Láctea podem ter sido criados.

Fonte: Space.com

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